CN114958717B - 一种从微量的钙化血管中快速分离活细胞的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种从微量的钙化血管中快速分离活细胞的方法,包括以下步骤:(1)将获得的钙化动脉血管放入含有组织保存液的培养皿中,置于冰上保存,然后清除动脉血管周围的脂肪和结缔组织,并去掉动脉血管管腔内残留血液;(2)将清除脂肪和结缔组织后的动脉血管置于含有组织保存液的培养皿中,分离出血管外膜组织、中膜组织和内膜组织;将血管中膜组织置于混合酶液A中进行消化处理,将血管内膜组织和外膜组织置于混合酶液B中进行消化处理,得到消化液;终止酶消化后过滤,合并得到的细胞液,离心去上清液,加入培养基重悬,得到单细胞悬液。本发明方法制得的单细胞悬液,单位质量钙化血管组织获取的细胞总量多,活细胞数多。
Description
技术领域
本发明属于生物技术领域,具体涉及一种从微量的钙化血管中快速分离活细胞的方法。
背景技术
慢性肾脏病(CKD)是世界范围内的严重健康问题,美国肾脏疾病登记系统(USRDS2018年度报告)报告成人患病率为14.8%,我国为10.8%。心血管疾病是CKD患者死亡首要原因,而血管钙化是CKD患者发生心血管并发症及死亡的极为重要的预后不良因素。此类患者可发生心血管疾病死亡,或因严重缺血坏死性皮肤溃疡/肌肉损害导致感染死亡,1年死亡率达45%-80%。尽管目前临床治疗以纠正钙磷代谢紊乱为主要手段,药物包括磷的结合剂、活性维生素D、拟钙剂,发生率及生存率未能显著改善。
现有研究发现,血管平滑肌细胞、血管内皮细胞、外膜细胞、巨噬细胞等多种细胞参与血管钙化发生发展。一方面,在钙磷代谢紊乱等微环境因素下,血管平滑肌细胞转分化及骨化是重要发病机制;另一方面,邻近细胞之间信号通路对于调节细胞发生、修复,及维持血管平衡状态十分重要,也有研究报道自噬、骨髓间充质干细胞来源的外泌体对于CKD血管钙化的保护作用。因此,明确血管各类细胞间的相互作关系,全面表征细胞组成,确定人类血管组织钙化发生发展过程中信号分子的改变一直是血管领域的研究热点。
目前人动脉血管组织细胞分离方法一般是先去除血管外周脂肪,把动脉血管剪碎后通过混合酶消化,再利用过滤、去红细胞等方法纯化细胞。此种方法虽可获得分离的单细胞,但分离时间较长,常需60分钟以上,活细胞长时间处于混合酶液中,细胞活性收到很大影响;同时需要大量的血管标本(至少1g)来获取足够的细胞悬液。但因为医学伦理、及临床实际操作的困难,临床上常不能获得足够量的动脉血管,往往只能获得细小、甚至是片段的动脉血管组织(小于300mg),利用常规分离人动脉血管的方法获得的细胞甚少,而且活性低,杂质多;尤其是有病变的钙化血管,细胞数目减少、基质钙化,分离更加困难,这很大程度的限制了血管研究的发展。为推动血管钙化的精准医学研究,亟需开发符合能够快速分离微量人体钙化血管、制备活细胞的方法。
基于此,本发明提供一种从微量的钙化血管中快速分离活细胞的方法,能够从微量的钙化血管中快速获得大量活细胞,细胞活性高。
发明内容
本发明目的在于提供一种从微量的钙化血管中快速分离活细胞的方法,解决的技术问题是现有钙化血管活细胞分离需要大量的组织,而且获取的细胞数量少、活性低的不足。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种从微量的钙化血管中快速分离活细胞的方法,包括以下步骤:
(1)将获得的钙化动脉血管放入含有组织保存液的培养皿中,置于冰上保存,然后清除动脉血管周围的脂肪和结缔组织,并去掉动脉血管管腔内残留血液;
(2)将清除脂肪和结缔组织后的动脉血管置于含有组织保存液的培养皿中,分离出血管外膜组织、中膜组织和内膜组织;将血管中膜组织置于混合酶液A中进行消化处理,将血管内膜组织和外膜组织置于混合酶液B中进行消化处理,得到消化液;终止酶消化后过滤,合并得到的细胞液,离心去上清液,加入培养基重悬,得到单细胞悬液。
本发明中,所述混合酶液A包括以下质量浓度的组分:2.5mg/ml胶原酶II、0.13mg/ml胶原酶XI、0.2mg/ml透明质酸酶、0.3mg/ml弹力纤维酶,和0.04mg/ml Liberase酶;所述混合酶液B包括以下质量浓度的组分:2.8mg/ml胶原酶II、0.14mg/ml胶原酶XI、0.2mg/ml透明质酸酶、0.4mg/ml弹力纤维酶,和0.06mg/mlLiberase酶。
本发明中,所述钙化动脉血管的重量为100-300mg。
本发明中,血管中膜组织添加的混合酶液A的添加量以初始钙化动脉血管重量计为100-300mg:1.0-4mL。
血管内膜组织和外膜组织添加的混合酶液B的添加量以初始钙化动脉血管重量计为100-300mg:1.0-2.5mL。
本发明中,所述消化处理的温度为37℃,时间为5-15min。
本发明中,所述终止酶消化是通过向消化液中加入含质量分数10%FBS不含有Ca2+和Mg2+的磷酸盐缓冲液进行处理。
进一步地,所述含质量分数10%FBS不含有Ca2+和Mg2+的磷酸盐缓冲液的添加量按与消化液1-2:1的体积比加入。
本发明中,过滤采用30-70uM滤网。
进一步地,过滤采用70uM和40uM滤网进行二次过滤。
本发明中,离心温度为4-10℃,离心力值为350-500g,时间为5-10min。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明方法对钙化血管进行处理后,分离出不同组织,再对不同组织采用相应的混合酶液进行消化处理,终止酶消化后离心重悬,制得了单细胞悬液,单位质量钙化血管组织获取的细胞总量多,活细胞数多。
(2)本发明方法可以快速实现对钙化血管活细胞的分离,效率高,分离的血管细胞具有细胞活性,能够进行细胞培养、单细胞测序等研究。
(3)本发明方法可以在20分钟内从微量人体钙化血管(小于300毫克)中制备单细胞悬浮液,细胞总量超过1x104个/120mg组织,活细胞数在80%以上。
附图说明
图1为对比例1方法分离得到的单细胞悬液光镜下的照片;
图2为对比例1方法分离得到的单细胞悬液经过SYBR和PI染料染色后在荧光显微镜下的照片;
图3为实施例1方法分离得到的单细胞悬液光镜下的照片;
图4为实施例1方法分离得到的单细胞悬液经过SYBR和PI染料染色后在荧光显微镜下的照片;
图5为对比例2方法分离得到的单细胞悬液光镜下的照片;
图6为对比例2方法分离得到的单细胞悬液经过SYBR和PI染料染色后在荧光显微镜下的照片;
图7为实施例2方法分离得到的单细胞悬液光镜下的照片;
图8为实施例2方法分离得到的单细胞悬液经过SYBR和PI染料染色后在荧光显微镜下的照片。
具体实施方式
以下结合具体的实施例对本发明作进一步的说明,以便本领域技术人员更好理解和实施本发明的技术方案。
实施例1
一种从微量的钙化血管中快速分离活细胞的方法,包括以下步骤:
(1)在生物安全柜中分别配置好不同酶比例的混合酶液A、混合酶液B,其中,混合酶液A包含2.5mg/ml胶原酶II、0.13mg/ml胶原酶XI、0.2mg/ml透明质酸酶、0.3mg/ml弹力纤维酶,和0.04mg/ml Liberase酶,混合酶液B包含2.8mg/ml胶原酶II、0.14mg/ml胶原酶XI、0.2mg/ml透明质酸酶、0.4mg/ml弹力纤维酶,和0.06mg/ml Liberase酶。
(2)从无菌手术室获得人体钙化动脉血管200mg,迅速放入含有新鲜组织保存液的无菌第一细胞培养皿中,置于冰上保存。在体视镜的辅助下,迅速的清除浸泡于组织保存液中的动脉血管周围的脂肪和结缔组织,并轻轻挤压去掉血管管腔内残留血液。
(3)将脂肪及结缔组织分离过后的动脉血管从第一细胞培养皿中取出并置于含有新鲜组织保存液的第二细胞培养皿中。在体视镜的辅助下,分离血管外膜、血管中膜和内膜组织。将血管中膜组织置于含有0.3ml混合酶液A的第三细胞培养皿中,将内/外膜组织置于含有0.4ml混合酶液B的第四细胞培养皿中,将动脉血管各层组织完全浸泡在混合酶液内,并用眼科剪剪碎,时间控制在1min以内,剪碎后再分别加入3.7ml混合酶液A于第三细胞培养皿,和1.6ml混合酶液B于第四细胞培养皿中,整个操作过程于所述超净台上完成。
将第三细胞培养皿、第四细胞培养皿置于37℃的细胞培养箱中放置15min,过程中可每5分钟用吸管轻柔吹打;并在光镜下检测组织是否消化完全,若消化完全则在第三细胞培养皿、第四细胞培养皿中的混合液中分别加等体积质量分数10%FBS的不含有Ca2+和Mg2+的磷酸盐缓冲液终止酶的消化作用;若未消化完全,则继续将第三细胞培养皿、第四细胞培养皿置于37℃的细胞培养箱中10-30min,过程中不断用吸管轻柔吹打;最后,待消化完全,将置于细胞培养箱中的第三细胞培养皿、第四细胞培养皿取出,并将第三细胞培养皿、第四细胞培养皿中的混合液经过70uM滤网和40uM滤网二次过滤后倒入同一个无菌离心管中,在4℃,离心力值为500g的条件下,离心10min,将离心后获得的动脉血管组织细胞用0.2ml含有5%FBS的不含有Ca2+和Mg2+的磷酸盐缓冲液混匀重悬,即得到单细胞悬液。
实施例2
一种从微量的钙化血管中快速分离活细胞的方法,包括以下步骤:
(1)在生物安全柜中分别配置好不同酶比例的混合酶液A、混合酶液B,其中,混合酶液A包含2.5mg/ml胶原酶II、0.13mg/ml胶原酶XI、0.2mg/ml透明质酸酶、0.3mg/ml弹力纤维酶,和0.04mg/ml Liberase酶,混合酶液B包含2.8mg/ml胶原酶II、0.14mg/ml胶原酶XI、0.2mg/ml透明质酸酶、0.4mg/ml弹力纤维酶,和0.06mg/ml Liberase酶。
(2)从无菌手术室获得人体钙化动脉血管120mg,迅速放入含有新鲜组织保存液的无菌第一细胞培养皿中,置于冰上保存。在体视镜的辅助下,迅速的清除浸泡于组织保存液中的动脉血管周围的脂肪和结缔组织,并轻轻挤压去掉血管管腔内残留血液。
(3)将脂肪及结缔组织分离过后的动脉血管从第一细胞培养皿中取出并置于含有新鲜组织保存液的第二细胞培养皿中。在体视镜的辅助下,分离血管外膜、血管中膜和内膜组织。将血管中膜组织置于含有0.2ml混合酶液A的第三细胞培养皿中,将内/外膜组织置于含有0.2ml混合酶液B的第四细胞培养皿中,将动脉血管各层组织完全浸泡在混合酶液内,并用眼科剪剪碎,时间控制在1min以内,剪碎后再分别加入2.8ml混合酶液A于第三细胞培养皿,和1.8ml混合酶液B于第四细胞培养皿中,整个操作过程于所述超净台上完成。
将第三细胞培养皿、第四细胞培养皿置于37℃的细胞培养箱中放置10min,过程中可每5分钟用吸管轻柔吹打;并在光镜下检测组织是否消化完全,若消化完全则在第三细胞培养皿、第四细胞培养皿中的混合液中分别加等体积质量分数10%FBS的不含有Ca2+和Mg2+的磷酸盐缓冲液终止酶的消化作用;若未消化完全,则继续将第三细胞培养皿、第四细胞培养皿置于37℃的细胞培养箱中10-30min,过程中不断用吸管轻柔吹打;最后,待消化完全,将置于细胞培养箱中的第三细胞培养皿、第四细胞培养皿取出,并将第三细胞培养皿、第四细胞培养皿中的混合液经过70uM滤网和40uM滤网二次过滤后倒入同一个无菌离心管中,在4℃,离心力值为500g的条件下,离心10min,将离心后获得的动脉血管组织细胞用0.2ml含有5%FBS的不含有Ca2+和Mg2+的磷酸盐缓冲液混匀重悬,即得到单细胞悬液。
对比例1
一种分离钙化动脉血管活细胞的方法,包括以下步骤:约200mg人钙化动脉血管,在保存液中,通过显微操作取出外周脂肪和轻轻挤压血管去掉管腔血液后,利用显微剪剪碎血管后,加入5ml混合酶(3mg/ml胶原酶II、0.15mg/ml胶原酶XI、0.2mg/ml透明质酸酶、0.4mg/ml弹力纤维酶,和0.04mg/ml Liberase酶),于37℃无菌摇床,500rpm/min,途中取出用枪头轻轻吹打多次酶混合消化液消化1小时,再以500rpm/min离心。利用70uM过滤器过滤细胞悬液后离心,离心后利用培养基重悬细胞,用于细胞培养和细胞活力检测。
对比例2
一种分离钙化动脉血管活细胞的方法,包括以下步骤:约120mg人钙化动脉标本,置于保存液中,通过显微操作取出外周脂肪和轻轻挤压血管去掉管腔血液后,利用显微剪剪碎血管后,加入4ml混合酶(3mg/ml胶原酶II、0.15mg/ml胶原酶XI、0.2mg/ml透明质酸酶、0.4mg/ml弹力纤维酶,和0.04mg/ml Liberase酶),于37℃无菌摇床,500rpm/min,消化1小时,途中取出用枪头轻轻吹打多次。利用40um过滤器过滤细胞悬液后离心,离心后利用培养基重悬细胞,用于细胞培养和细胞活力检测。
性能测试
采用台酚蓝和SYBR/PI双染料染色方法分别对实施例1、2和对比例1、2分离得到的细胞悬液进行细胞活力检测。细胞活力指标包括细胞总量、细胞活率、碎片杂质占比和细胞悬液有核率,具体结果参见表1和图1-4。
表1不同方法分离得到的细胞悬液细胞活力情况
以上实施实例对本发明不同的实施过程进行了详细的阐述,但是本发明的实施方式并不仅限于此,所属技术领域的普通技术人员依据本发明中公开的内容,均可实现本发明的目的,任何基于本发明构思基础上做出的改进和变形均落入本发明的保护范围之内,具体保护范围以权利要求书记载的为准。
Claims (9)
1.一种从微量的钙化血管中快速分离活细胞的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将获得的钙化动脉血管放入含有组织保存液的培养皿中,置于冰上保存,然后清除动脉血管周围的脂肪和结缔组织,并去掉动脉血管管腔内残留血液;
(2)将清除脂肪和结缔组织后的动脉血管置于含有组织保存液的培养皿中,分离出血管外膜组织、中膜组织和内膜组织;将血管中膜组织置于混合酶液A中进行消化处理,将血管内膜组织和外膜组织置于混合酶液B中进行消化处理,得到消化液;终止酶消化后过滤,合并得到的细胞液,离心去上清液,加入培养基重悬,得到单细胞悬液;所述混合酶液A包括以下质量浓度的组分:2.5mg/ml胶原酶II、0.13mg/ml胶原酶XI、0.2mg/ml透明质酸酶、0.3mg/ml弹力纤维酶,和0.04mg/ml Liberase酶;所述混合酶液B包括以下质量浓度的组分:2.8mg/ml胶原酶II、0.14mg/ml胶原酶XI、0.2mg/ml透明质酸酶、0.4mg/ml弹力纤维酶,和0.06mg/ml Liberase酶。
2.根据权利要求1所述从微量的钙化血管中快速分离活细胞的方法,其特征在于,所述钙化动脉血管的重量为100-300mg。
3.根据权利要求2所述从微量的钙化血管中快速分离活细胞的方法,其特征在于,血管中膜组织添加的混合酶液A的添加量以初始钙化动脉血管重量计为100-300mg:1.0-4mL;血管内膜组织和外膜组织添加的混合酶液B的添加量以初始钙化动脉血管重量计为100-300mg:1.0-2.5mL。
4.根据权利要求1-3任一项所述从微量的钙化血管中快速分离活细胞的方法,其特征在于,所述消化处理的温度为37℃,时间为5-15min。
5.根据权利要求4所述从微量的钙化血管中快速分离活细胞的方法,其特征在于,所述终止酶消化是通过向消化液中加入含质量分数10%FBS不含有Ca2+和Mg2+的磷酸盐缓冲液进行处理。
6.根据权利要求5所述从微量的钙化血管中快速分离活细胞的方法,其特征在于,所述磷酸盐缓冲液的添加量按与消化液1-2:1的体积比加入。
7.根据权利要求4所述从微量的钙化血管中快速分离活细胞的方法,其特征在于,过滤采用30-70uM滤网。
8.根据权利要求7所述从微量的钙化血管中快速分离活细胞的方法,其特征在于,过滤采用70uM和40uM滤网进行二次过滤。
9.根据权利要求4所述从微量的钙化血管中快速分离活细胞的方法,其特征在于,离心温度为4-10℃,离心力值为350-500g,时间为5-10min。
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